基于运动数据切分移植的虚拟人运动合成技术研究

1144766066 · 发表于 2022-5-14 09:21:08

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近年来，随着虚拟现实技术的发展，虚拟人动作生成和角色动画技术在计算机辅助设计与制造、可视化计算、遥控机器人、娱乐和艺术、军事实战模拟等领域得到了极大的关注和应用。与此同时，随着虚拟人以及虚拟现实技术应用范围的逐渐扩大，虚拟人作为真实人类的虚拟化身，其模拟人类行为的能力和效果也被提出了更高的要求。作为虚拟人相关研究中的一个重要分支，对虚拟人运动合成技术的研究有着漫长的历史和丰富的成果。目前，国内外学者依然致力于提出更加先进有效的虚拟人运动合成方法。本文在概括了现有的虚拟人运动合成主要方法的基础上，对单纯的基于运动数据切分移植的运动合成方法做出了必要改进。提出了一种新的，结合平衡控制算法的运动数据移植方法。该方法使用自动控制器控制虚拟人关节的运动，通过保证虚拟人运动平衡纠正畸形的动作，弥补了以往的数据移植方法中仅合成动作但缺乏处理的不足。使用本文提出的方法合成动作，不但可以极大地丰富运动数据库，还能提高数据的质量。在内容上，本文主要从虚拟人简化模型的建立，虚拟人运动数据的获取、存储与切分，虚拟人运动平衡算法以及交互式平衡控制四个方面对该方法进行阐述。在虚拟人简化模型的建立部分，主要介绍了如何在保证运动效果的前提下最大程度地简化虚拟人模型，从而降低虚拟人仿真和控制的难度。在虚拟人运动数据的获取、存储与切分部分，主要介绍了虚拟人运动数据的捕捉方法、存储格式和切分移植规律等内容。在虚拟人运动平衡算法中，主要介绍了如何通过设计虚拟人关节控制器以及设置控制器参数保证虚拟人运动平衡，从而达到纠正运动姿态的目的。在交互式平衡控制部分，主要介绍了如何通过改变骨骼质量和锁定关节的方法，使用户可以交互式地参与到虚拟人运动姿态的调整过程中来，从而根据自己的意愿与实际需要对虚拟人运动姿态进行调整。本文不但在原理上对基于运动数据切分移植的运动合成方法进行介绍，还通过实验证明了该方法的有效性和实用性。

基于运动数据切分移植的虚拟人运动合成技术研究

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